Caractériser un champ

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Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Temps, mouvement et évolution
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Caractériser un champ

FB_Bac_98618_PhyT_S_018

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Rappels de cours

1Champs électrostatique et gravitationnel

Un champ correspond à une propriété locale de l’espace. Le champ peut être scalaire (champ de température) ou vectoriel.


Champ de pesanteur créé en M par l’astre A de masse MA :



G, constante de gravitation universelle

()

r en m ; MA en kg ; g en (ou )


Champ électrique créé en M par la charge  :



r en m ; q en C

E en (ou )

2Champs uniformes

 Un champ est uniforme lorsqu’il est identique en tout point de l’espace.

est uniforme au voisinage du sol.


 Le champ électrique est considéré comme uniforme entre deux plaques chargées. Il est perpendiculaire aux plaques, dirigé de la plaque positive vers la plaque négative.



E en

UAB, tension entre A et B en V

d, distance entre A et B en m

3Forces associées à un champ

Une force est associée à un champ.

 La force de gravitation (ou de pesanteur) exercée sur une masse m placée en M dans un champ de pesanteur est : . Sens : vertical descendant.

 La force électrique exercée sur une charge q placée en M dans un champ électrique est : . L’orientation de la force dépend du signe de q.

Méthode

Données : g= 9,8  ;  ;

 ;

Comparer force électrique et force gravitationnelle


Un électron traverse l’espace situé entre deux plaques parallèles séparées par la distance et soumises à une différence de potentiel . Peut-on négliger l’action du poids ?

Conseils

Montrer qu’une grandeur est négligeable, c’est montrer qu’elle est beaucoup plus petite qu’une autre. Devant quelle autre force le poids peut-il être négligé ?

Solution

Dans le référentiel du laboratoire, l’électron est soumis à deux forces : son poids et la force électrique (parfois appelée dans ce cas « force électrostatique » car elle est créée par des charges fixes). Pour savoir si une force est négligeable devant l’autre, il faut les calculer et effectuer leur rapport.

Calcul du poids de l’électron : .

Calcul de la force électrique subie par l’électron : avec donc :

.

Comparons ces deux forces : . La force électrique est  milliards de fois plus intense que le poids ! Le poids est donc négligeable.

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